专利名称：一种随动磨削数控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种随动磨削数控装置，解决非圆磨削和偏心圆 磨削结构繁杂、生产效率低、精度差的问题，该装备主要用于偏心圆 磨削，非圆磨削。
背景技术：
传统的偏心圆磨削和非圆磨削是采用偏心夹具及分度装置和靠 模，采用普通砂轮磨削。这种方法和装置存在以下问题1、在通常 的生产中，偏心圆的加工是采用偏心夹具和分度装置，这样分度精度 不高，生产效率低；2、非圆磨削时采用靠模，靠模的精度直接影响 加工零件的精度；3、非圆零件繁多，少则有上千种， 一种零件一种 靠模，靠模制造麻烦、周期长，无法满足生产要求；4、传统的磨削 方法采用普通钢玉砂轮磨削，生产效率低，精度差。因此，对现有的 非圆磨削和偏心圆磨削方法及其装备加以改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的偏心圆磨削和非 圆磨削方法及其装置的不足，提供一种磨削效率高、加工精度好、简 捷方便的随动磨削数控装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的随动磨削数控装置， 包括头架、尾架、砂轮架、砂轮、砂轮架进给装置及数控系统，所述 的头架、尾架采用伺服电机或力矩电机驱动，所述的砂轮架进给装置 上采用砂轮架伺服电机加滚珠丝杆或砂轮架直线电机驱动，所述的砂 轮架上设有动平衡装置和驱动所述的砂轮的主轴电机，所述的砂轮与 工件垂直设置，所述的数控系统与所述的伺服电机或力矩电机、所述 的砂轮架进给伺服电机或砂轮架进给直线电机电连接控制所述的砂 轮架进给伺服电机或砂轮架进给直线电机与头架伺服电机或力矩电 机联动驱动砂轮与工件在任一角度相切并作进给。
所述的驱动砂轮回转的主轴电机是内置式主轴电机或外置式主 轴电机。
所述的内置式主轴电机或外置式主轴电机是普通变频电机或其 他三相电机。
所述的数控系统是由伺服电机或力矩电机、直线电机、电源模块、 驱动模块、光栅和计算机组成。所述的动平衡装置为内置式动平衡装置或外置式动平衡装置。 采用上述技术方案的随动磨削数控装置，采用计算机、伺服电机、 驱动模块、电源模块、数字伺服控制方法，采用两轴或多轴联动磨削 偏心圆和非圆。机床床身上安装有头架、尾架和砂轮架，偏心圆工件 和非圆工件安装在头架、尾架中间，砂轮架安装在砂轮架导轨上，砂 轮架上安装有砂轮，砂轮垂直于工件，头架、尾架的工件主轴上安装 有伺服电机，砂轮架进给导轨中间安装有伺服电机或直线电机，可驱 动砂轮前进、后退。当头架、尾架伺服电机带动工件回转时，砂轮架 进给伺服电机驱动砂轮对应工件每一角度位置进行联动，砂轮既作高 速回转运动又作前后移动进给，使砂轮和工件在每点相切并使切屑厚 度相同，这里建立了点、位控制数学模型和速度控制数学模型并已开 发出相应软件。
本实用新型的工作原理是利用现代数控技术，采用伺服电机， 数字控制方法，实现两轴、多轴联动，并开发出偏心圆、非圆磨削软 件，实现多种型号多种规格的偏心圆、非圆零件在一台机床进行磨削 加工。
本实用新型解决了多种偏心圆、非圆零件不能在一台设备上加工 难题，它不需靠模和偏心夹具，从而大大降低了生产成本，縮短了生 产周期，使零件制造精度、生产效率大大提高。
图1为本实用新型的一个实施结构示意图，用于加工偏心圆零件； 图2为本实用新型的一个实施砂轮架进给示意图； 图3为本实用新型的一个实施的曲轴磨削进给原理图； 图4为本实用新型的另一个实施结构示意图，用于加工非圆零件； 图5为本实用新型的另一个实施砂轮架进给示意图； 图6为本实用新型的另一个实施的凸轮轴磨削进给原理图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述，但本实 用新型的保护范围并不局限于实施例所描述的范围。
本实用新型采用伺服电机或力矩电机驱动工件回转，工件在每一 角度位置速度都是可变的，同时控制砂轮进退的伺服电机或直线电机 驱动砂轮在工件的任一角度位置相切，并保持切屑厚度相同，这样工 件在作匀线速度的回转过程中、控制砂轮进退的伺服电机或直线电机 和工件头架伺服电机或力矩电机联动，磨削出我们所需要的偏心圆零 件，如曲轴连杆颈。
本实用新型方法的结构是设计一种磨床，工件头架采作伺服电 机或力矩电机控制其工件回转角速度，砂轮进给系统采用伺服电机或直线电机控制其进给速度，加速度，在与头架伺服电机或力矩电机 联动的同时还作进给，并对应工件的每一角度进行联动使砂轮与工件 在任一位置相切并使切屑厚度相同，这样在磨削非圆和偏心圆时，工 件角速度是瞬时变化的，保证加工零件的圆度和精度。 实施例1:
从图1、图2和图3可以看出，机床床身上安装有工作台进给伺
服电机1、头架3、尾架9和砂轮架5，曲轴工件13安装在头架3、 尾架9的头架夹具4和尾架夹具8中间，砂轮架5安装在砂轮架进给 装置上，砂轮架5上安装有砂轮12，砂轮12为CBN砂轮，砂轮12 垂直于曲轴工件13，砂轮架5上设有内置式动平衡装置6和驱动砂轮 12的内置式主轴电机7，内置式主轴电机7是普通变频电机或其他三 相电机，头架3、尾架9的工件主轴上安装有头架力矩电机2和尾架 力矩电机10，砂轮架进给装置中间安装有砂轮架进给直线电机11， 可驱动砂轮架5及砂轮12前进、后退，数控系统与头架力矩电机2 工尾架力矩电机10、砂轮架进给直线电机11电连接控制砂轮架进给 直线电机11与头架力矩电机2联动驱动砂轮12与砂轮架进给直线电 机11在任一角度相切并作进给，数控系统是由伺服电机或力矩电机、 直线电机、电源模块、驱动模块、光栅和计算机组成。
从图1、图2和图3可以看出，设置于头架3上的头架力矩电机 2、砂轮架进给直线电机11在计算机控制下产生联动，曲轴工件13 在回转的过程中其角速度是变化的，实现工件表面恒线速。砂轮架5 上的砂轮12在内置式主轴电机7的驱动下，进行高速回转，同时砂 轮架5在砂轮架进给直线电机11的驱动下进退，使曲轴工件13的外 表面在任一回转位置和砂轮12相切，并产生相同的切屑厚度，这一 磨削加工过程，曲轴工件13的回转角速度、相位角、砂轮进退位置、 进给速度、加速度都是计算机控制的。随动磨削装置，设置于砂轮架 进给系统的驱动装置直线电机也可以是伺服电机加滚珠丝杆。
设置于头架3上的头架力矩电机2，设置于尾架9上的尾架力矩
电机10也可以是伺服电机。
设置于砂轮架5上的主轴主机也可以是外置式主轴电机或变频电机。
设置于砂轮架5上的动平衡装置也可以是外置式动平衡装置。 本实例的是显著特点是
1、设有由头架力矩电机2，砂轮架进给直线电机11组成的随动 磨削装置，在两轴联动过程中，即在曲轴工件13回转的任一角度， 砂轮12的表面和曲轴工件13的表面相切，使切屑厚度相同，可磨削 偏心圆和非圆零件。提供了一种有效的磨削偏心圆和非圆的方法。
52、设置于砂轮架进给系统上的砂轮架进给直线电机11在砂轮高 速回转过程中， 一方面和头架力矩电机2联动使砂轮12和曲轴工件 13相切，一方面作进给运动使砂轮12对应高速曲轴工件13的任一角 度切下相同的切屑厚度。
3、设置于头架3上的头架力矩电机2和尾架力矩电机10，为保持 曲轴工件13始终和砂轮12相切，并使切屑厚度相同，则头架力矩电 机2和尾架力矩电机10带动曲轴工件13作变角速度回转，实现工件 表面恒线速。 实施例2:
图4、图5和图6给出了另一实施例，从图4、图5和图6可以 看出头架3采用头架伺服电机15驱动凸轮轴工件14回转，由头架伺 服电机15控制凸轮轴工件14的转速，凸轮轴工件14转速在任一角 度位置都是可变的，同时控制砂轮12进给的砂轮架伺服电机加滚珠 丝杆16与头架伺服电机15联动并进给，使砂轮12与凸轮轴工件14 在任一位置相切，并保持切屑厚度相同，这样凸轮轴工件14在作匀 线速的回转过程中，砂轮12在作高速回转的同时控制砂轮12进退的 砂轮架伺服电机加滚珠丝杆16 —面作进给运动， 一面和伺服电机15 联动，磨削出所需要的非圆零件如凸轮轴工件14。
权利要求1、一种随动磨削数控装置，包括头架(3)、尾架(9)、砂轮架(5)、砂轮(12)、砂轮架进给装置及数控系统，其特征在于所述的头架(3)、尾架(9)采用伺服电机或力矩电机驱动，所述的砂轮架进给装置上采用砂轮架进给伺服电机加滚珠丝杆(16)或砂轮架进给直线电机(11)驱动，所述的砂轮架(5)上设有动平衡装置和驱动所述的砂轮(12)的主轴电机，所述的砂轮(12)与工件垂直设置，所述的数控系统与所述的伺服电机或力矩电机、所述的砂轮架进给伺服电机或砂轮架进给直线电机电连接，控制所述的砂轮架进给伺服电机或砂轮架进给直线电机与头架伺服电机或力矩电机联动驱动所述的砂轮(12)与工件在任一角度相切并作进给。
2、 根据权利要求1所述的随动磨削数控装置，其特征在于所 述的驱动砂轮回转的主轴电机是内置式主轴电机(7)或外置式主轴电
3、 根据权利要求2所述的随动磨削数控装置，其特征在于所 述的内置式主轴电机(7)或外置式主轴电机是普通变频电机或其他三 相电机。
4、 根据权利要求1、 2或3所述的随动磨削数控装置，其特征在 于所述的数控系统是由伺服电机或力矩电机、直线电机、电源模块、 驱动模块、光栅和计算机组成。
5、 根据权利要求l、 2或3所述的随动磨削数控装置，其特征在 于所述的动平衡装置为内置式动平衡装置(6)或外置式动平衡装置。
专利摘要本实用新型公开了一种随动磨削数控装置，所述的头架(3)、尾架(9)采用伺服电机或力矩电机驱动，所述的砂轮架进给装置上采用砂轮架进给伺服电机加滚珠丝杆(16)或砂轮架进给直线电机(11)驱动，所述的砂轮架(5)上设有动平衡装置和驱动所述的砂轮(12)的主轴电机，所述的砂轮(12)与工件垂直设置，所述的数控系统与所述的伺服电机或力矩电机、所述的砂轮架进给伺服电机或砂轮架进给直线电机电连接，控制所述的砂轮架进给伺服电机或砂轮架进给直线电机与头架伺服电机或力矩电机联动驱动所述的砂轮(12)与工件在任一角度相切并作进给。本实用新型是一种磨削效率高、加工精度好、简捷方便的随动磨削数控装置。
文档编号B24B49/12GK201385250SQ20092006394
公开日2010年1月20日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者胡惜时 申请人:湖南杰克数控磨床有限公司;湖南大学